Objectiu

Conèixer i identificar les fonts d’alimentació de tipus commutat utilitzades en equips informàtics, reconeixent-ne les característiques bàsiques, els riscos principals i els usos més habituals.

Introducció

En aquesta lliçó aprofundirem en un dels components més importants d'un equip informàtic: la font d'alimentació. Sense ella, l'ordinador no pot funcionar. Però més enllà de ser un simple "transformador", la font que trobaràs en un PC és un dispositiu electrònic sofisticat que converteix els 230 volts en corrent altern que arriben de la presa de paret en les tensions contínues i controlades que necessiten la placa base, el processador, la GPU i els discos durs.​

Coneixerem els tipus de fonts d'alimentació que existeixen i per què els ordinadors moderns fan servir fonts commutades (switching). Veurem que aquestes fonts són més eficients, més petites i menys caloroses que les antigues fonts lineals, la qual cosa és essencial per a PC potents i compactes.​

Desxifrarem la informació tècnica que apareix a l'etiqueta d'una font ATX (l'estàndard dels ordinadors de sobretaula) o d'un carregador de portàtil: tensions, corrents màxims per rail, potència total i certificacions d'eficiència. Entendre aquestes dades no és només teòric; és fonamental per triar una font adequada quan calibres un equip o detectar si una font és suficient per a una nova targeta gràfica potent.​

També, aprendrem a mesurar amb el multímetre les tensions que surt d'una font, de forma segura i sense obrir-la. Això et permetrà fer diagnosi bàsica: saber si una font funciona correctament, si ha perdut potència o si s'ha trencat.​

Tot i que les fonts són components que normalment no es reparen al taller (es canvien per una de nova), saber diagnosticar-les és essencial en el manteniment d'equips. Una font que falla pot portar l'ordinador a apagar-se de forma inesperada, danyar la placa base o provocar errors intermitents que són molt difícils de detectar. Per aquesta raó, en aquesta lliçó es combinarà teoria, reconeixement visual de components i pràctica amb el multímetre perquè es pugui dominar aquest aparell fonamental d’un equip informàtic.

Fonts commutades en informàtica

Les fonts d'alimentació dels ordinadors actuals són, pràcticament sense excepció, fonts commutades (en anglès, switching power supplies o SMPS). Aquesta tecnologia ha substituït les antigues fonts lineals perquè ofereix avantatges molt importants en eficiència, mida i pes, aspectes crítics en equips que han de funcionar moltes hores i en espais reduïts.​

Què és una font commutada i per què s'utilitza en ordinadors

Una font commutada és un circuit electrònic que converteix el corrent altern de la xarxa elèctrica (230 V AC a Europa) en les tensions de corrent continu que necessiten els components de l'ordinador (+12 V, +5 V, +3,3 V). A diferència de les fonts lineals, que feien aquesta conversió amb un transformador gran i pesant que treballava directament a 50 Hz, les fonts commutades primer rectifiquen el corrent altern, després el commuten (el tallen i el tornen a connectar) a freqüències molt altes (desenes o centenars de milers de vegades per segon), i finalment el regulen per obtenir tensions estables.​

Per què això és millor per als ordinadors?

• Eficiència: Les fonts commutades aprofiten molt més l'energia que reben. Mentre que una font lineal pot perdre entre un 30% i un 50% de l'energia en forma de calor, una font commutada moderna té eficiències del 80% al 95%. Menys energia perduda significa menys calor al xassís i menys consum elèctric.
• Mida i pes: Com que la commutació es fa a freqüències molt altes, els components magnètics (bobines i transformadors) poden ser molt més petits i lleugers. Això permet que una font ATX de 500 W o 750 W càpiga dins d'un PC de sobretaula estàndard sense problemes. Una font lineal equivalent seria enorme i molt pesada.​
• Regulació de tensió: Les fonts commutades mantenen les tensions de sortida molt estables encara que la càrrega (el consum del PC) variï. Això és essencial perquè la CPU i la GPU canvien el seu consum constantment segons la feina que fan.​

Parts principals d'una font ATX i d'un carregador de portàtil

Tant les fonts ATX dels ordinadors de sobretaula com els carregadors externs dels portàtils són fonts commutades, però tenen formats i connectors diferents. Bàsicament, totes dues comparteixen els mateixos blocs funcionals.​

Entrada AC (corrent altern)

És el punt on la font rep l'electricitat de la xarxa. En una font ATX, hi trobem un connector IEC amb tres pins (fase, neutre i terra) i, sovint, un interruptor d'encesa/apagada. En un carregador de portàtil, l'entrada és el cable que va a l'endoll de paret. Aquesta entrada treballa amb tensions perilloses (230 V), per la qual cosa mai s'ha d'obrir una font amb corrent connectat ni manipular aquesta part sense formació adequada.​

Circuit intern de commutació

A l'interior, la font té una placa electrònica amb condensadors, transistors de commutació, un petit transformador d'alta freqüència i circuits de control que regulen les tensions de sortida. Tot aquest bloc és el "cor" de la font commutada, però a nivell de tècnic de manteniment no s'obre ni es repara: si falla, es canvia la font sencera.​

Sortides DC (corrent continu)

Les fonts ATX ofereixen diverses tensions simultànies:

• +12 V: La línia principal, que alimenta la CPU (a través del connector EPS), la GPU (connectors PCIe) i motors de ventiladors i discos.
• +5 V: Per a alguns components de la placa base, ports USB i perifèrics interns.
• +3,3 V: Per a memòries RAM i circuits de la placa base.
• +5 VSB (stand-by): Una petita línia que roman activa quan el PC està apagat però endollat, per permetre l'encesa des del botó o per Wake-on-LAN.

En un carregador de portàtil, normalment hi ha una única sortida DC (per exemple, 19 V o 20 V) amb un connector propietari que va directament al portàtil.​

Ventilador de refrigeració

Les fonts ATX incorporen un ventilador que extreu l'aire calent generat pels circuits interns. Aquest ventilador pot ser de 120 mm o 140 mm en fonts modernes, i en alguns models la velocitat es regula segons la temperatura (ventilació semipassiva). En carregadors de portàtil, normalment no hi ha ventilador: la carcassa de plàstic o alumini dissipa la calor de forma passiva, per això és normal que s'escalfin una mica durant l'ús.​

Connectors de sortida (font ATX)

Els cables que surten d'una font ATX acaben en diferents connectors estandarditzats:

• ATX 24 pins: El connector principal que alimenta la placa base.
• EPS 4+4 pins: Per a l'alimentació addicional de la CPU.
• PCIe 6+2 pins: Per a targetes gràfiques dedicades.
• SATA: Per a discos durs i SSD de 2,5".
• Molex (4 pins): Connector antic per a ventiladors o dispositius legacy.

Conèixer aquests connectors és important per al muntatge i per verificar si una font té prou cables per a la configuració que es vol muntar.​

Fonts modulars i semimodulars

Les fonts semimodulars tenen els cables principals (ATX 24 pins, EPS 4+4) fixos, però els cables de perifèrics (SATA, Molex, PCIe) es connecten per connectors modulars. Això permet retirar cables no necessaris i deixar l'interior més net, però és una solució intermèdia més econòmica.​ Mentre que les fonts completament modulars permeten desconnectar tots els cables, fins i tot el connector principal. Ofereixen màxima flexibilitat, però costen més i requereixen més cura: els connectors modulars són punts addicionals de contacte on pot haver-hi corrosió o connexions soltes.

Aplicacions en equips informàtics

Un cop entès què és una font commutada i quines parts té, és fonamental saber reconèixer visualment les fonts que trobareu al taller i interpretar la informació bàsica que porten impreses. Això us permetrà triar la font adequada per a cada equip i detectar si una font existent és suficient o s'ha de canviar.​

Reconeixement visual de fonts d'ordinadors de sobretaula (ATX) i carregadors de portàtil

Les fonts ATX són caixes metàl·liques rectangulars que s'instal·len a la part posterior o inferior del xassís del PC. Es reconeixen fàcilment per:

• Forma i mida estàndard: La majoria fan uns 150 mm d'amplada × 86 mm d'alçada × 140-180 mm de profunditat, encara que les fonts de més potència poden ser més llargues.
• Graella de ventilació i ventilador: Normalment, a la part inferior o lateral, amb una reixa metàl·lica que deixa passar l'aire.
• Connector d'entrada IEC: El connector de tres pins on s'endolla el cable de corrent, sovint amb un interruptor 0/I al costat.
• Feix de cables: Un conjunt de cables de colors que surten per un costat (o per connectors modulars) cap als components del PC.
• Etiqueta lateral: Una etiqueta adhesiva amb totes les especificacions tècniques de la font.

Per altra banda, els carregadors de portàtil (també anomenats adaptadors de corrent o transformadors externs) són fonts commutades compactes que es queden fora de l'ordinador. Es reconeixen per:

• Forma de bloc rectangular/ovalat: Habitualment de plàstic negre, amb dissipació passiva (sense ventilador).
• Dos cables: Un cable que va a l'endoll de paret (entrada AC) i un altre que acaba en un connector propietari que s'endolla al portàtil (sortida DC).
• Etiqueta inferior o lateral: Amb les especificacions de tensió d'entrada, tensió de sortida, corrent i potència.
• LED indicador (en alguns models): Que s'encén quan el carregador rep corrent.

  

Llegir l'etiqueta d'una font

L'etiqueta de la font conté tota la informació necessària per saber si és adequada per a un equip. Els elements principals que hi trobareu són:

En una font ATX:

En un carregador de portàtil:

Criteris bàsics de selecció segons potència i ús previst

Triar una font adequada és una decisió important en el muntatge o manteniment d'un equip. Una font massa justa pot provocar inestabilitat, apagades sobtades o fins i tot danyar components. Una font exageradament potent no fa mal, però és un cost innecessari.​

Regla pràctica senzilla

Una manera fàcil d'estimar és sumar el TDP de la CPU i el TDP de la GPU, afegir uns 100 W per a la resta de components, i triar una font que pugui donar un 20-30% més d'aquest total. Així la font treballa amb marge i no al límit.

Altres consideracions a l'hora de triar

• Nombre de connectors PCIe: Si la GPU necessita dos connectors de 8 pins, la font ha de tenir-los.
• Certificació 80 PLUS: Una font Bronze o Gold estalvia energia i genera menys calor que una sense certificació.
• Marca i fiabilitat: En fonts d'alimentació, val la pena invertir en marques reconegudes; una font barata de mala qualitat pot danyar tot l'equip.
• Format i mida: Comprovar que la font càpiga al xassís (especialment en caixes compactes o SFF, que poden necessitar fonts SFX en lloc d'ATX).